A térbeli és időbeli információk reprezentációja az emberi epizodikus memóriában és navigációban

A térbeli navigáció és az epizodikus emlékezet (események emlékezete) kortárs modelljei azt feltételezik, hogy alapvető számítási mechanizmusaik elsősorban a mediális temporális lebenyeken belüli közös neuronális mechanizmusokból származnak. Ennek a versenyképes megújításnak az utolsó két finanszírozási fordulója részeként a kutatók elkezdték feltérképezni a navigáció és az epizodikus emlékezet közötti fontos kognitív és neuronális különbségeket. Az új keretrendszer szerint a navigáció egy érzékszervvezérelt kognitív motoros készség, amely térbeli szabályszerűségek kinyerését foglalja magában, míg az epizodikus emlékezet elsősorban belsőleg vezérelt és sorrendi helykitöltőket érint. A kutatók hipotézise szerint a navigáció és az epizodikus emlékezet ezért részben elkülönülő agyi régiókat és makroszkópikus hálózatokat érint, bár ezek a különbségek hol és hogyan jelennek meg az agyban, az továbbra is aktív kutatási terület. Itt a kutatók ennek az elméleti keretrendszernek új aspektusait vizsgálják: hogyan befolyásolja különböző módon a már meglévő tudás az új epizodikus emlékek megszerzését a navigációhoz kapcsolódó reprezentációkkal összehasonlítva, mind hosszabb (napok és hetek; 1. célkitűzés), mind rövidebb (órák; 2. célkitűzés) időintervallumokon keresztül. Mindvégig a kutatók értelmes alternatív modelleket javasolnak, beleértve azt az elképzelést is, hogy a hippokampuszhoz és a neocortexhez való kapcsolódás, valamint a hippokampuszon kívüli kortikális makroszkópikus hálózatok kritikus és egyedi szerepet játszanak az epizodikus emlékezetben a navigációhoz képest. Az 1. célkitűzésben, nagy felbontású fMRI alkalmazásával, a kutatók három különböző kísérletet javasolnak annak összehasonlítására, hogy a sémák (már meglévő térbeli tudás) és szkriptek (már meglévő időbeli tudás) hogyan lépnek kölcsönhatásba különböző módon az új tanulással az epizodikus emlékezet és a navigáció kontextusában. E kísérletek eredményei együttesen mechanisztikus betekintést nyújtanak arról, hogy az emberek hogyan szervezik az epizodikus emlékeket és a navigációhoz kapcsolódó tudást hosszabb időintervallumokon keresztül, ami jelentős lehet a kognitív rehabilitáció szempontjából. A 2. célkitűzésben a kutatók arra összpontosítanak, hogy az epizodikus emlékezet hogyan lép kölcsönhatásba a navigációval és a már meglévő tudással rövidebb távú időintervallumokon (órák) keresztül, a mentális szimuláció tanulmányozásával a navigáció előtt és után. A mentális szimuláció magában foglalja az élmények aktív emlékezését vagy tervezését, és közvetlen kapcsolatban áll az epizodikus emlékezet központi kognitív folyamataival, különösen a három javasolt kísérletünkben. Itt a PI csapata időfelbontású intracraniális EEG-t alkalmaz együttműködésben Dr. Brad Legával a Texas Southwestern Egyetemen, hogy pontosabban azonosíthassa mind a navigáció, mind a mentális szimuláció mnemonikus tartalmát, beleértve egy olyan ok-okozati manipulációt is, amely a muszkarin acetilkolin antagonista szkopolamint és egyedi sejtrögzítéseket foglal magában. A 2. célkitűzés kísérletei együttesen új mechanisztikus betekintést nyújtanak az epizodikus emlékezet és a navigációhoz kapcsolódó reprezentációk alapjaiba. Az ilyen mechanisztikus megértés segíthet a neurostimulációs vagy farmakológiai protokollok (pl. acetilkolint érintő) fejlesztésében, amelyek alkalmazhatók az elveszett memória vagy navigációs funkció megerősítésére stroke, rohamkárosodás vagy a hippokampusz funkciót érintő egyéb agyi sérülések után.